复旦大学张宏亮教授：中国在大气污染控制方面积累了四大关键经验 | Cell Press Insights系列专访

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2024年3月19日，世界气象组织发布《2023年全球气候状况报告》，温室气体水平、地表温度、海平面上升等方面的记录再次被打破。近年来极端天气频发，削弱了最弱势民众对气候变化的抵御力。为应对气候变化带来的挑战，我国一直积极参与全球气候治理。作为气候研究领域专家，您认为全球气候治理应该如何应对区域性差异，以期在气候治理上取得有效成果?

张宏亮教授：

全球气候变化是一个复杂的、具有多层次影响的挑战性难题。全球不同国家和地区由于地理环境、经济发展水平和社会文化等方面的差异，对气候变化的感受和应对能力存在显著差异。

首先，气候变化主要是由于人为排放的温室气体的显著增加带来的，而温室气体排放的减少需要全球的共同努力，发达国家由于历史的累计排放量大和经济发展水平高，应该承担更多的责任，而要允许发展中国家和欠发达国家适当增加排放，减少对其经济发展的影响。发达国家在履行自身减排义务的同时，应该加大对发展中国家的支持力度，尤其是在绿色技术转移和可再生能源推广方面。

其次，气候变化的应对是长期的任务，目前最主要的应对是增强适应能力和韧性。这需要我们强化全球合作与信息共享，确保所有地区都能获得及时、准确的气候数据和预测。这将帮助各国根据自身情况制定更有针对性的政策和应对措施，尤其是发展中国家和气候变化最脆弱的地区更需要加强能力建设，并获得技术和资金支持。

此外，区域性气候适应策略的制定应与当地的文化、社会和经济特点相结合。比如，农业地区需要专门的技术支持和指导，以应对气候变化带来的极端天气对粮食安全的威胁，而沿海地区需要加强海岸线保护和防洪系统建设。

只有充分尊重区域性差异，考虑不同地区的特殊需求，才能推动区域间的合作，确保每个地区都能在气候应对中积极发挥作用，这样才能实现全球气候变化的减缓，并促进全球的可持续发展和公平正义。

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中国作为世界上最大的发展中国家，在大气污染治理过程中总结了哪些宝贵经验？这些经验将会给其他发展中国家提供怎样的借鉴意义？

张宏亮教授：

从2013年《大气污染防治行动计划》实施以来，中国的大气污染控制取得了显著的成效，以细颗粒物为代表的大气污染物浓度显著下降，重污染天数显著减少。

面对经济快速增长和环境保护之间的矛盾和挑战，中国经过多年的探索和时间，积累了以下几个关键经验：1）法律法规的完善和管理体制的创新：逐步完善法律法规，设定了明确的目标，确保了各级政府的责任和执行力度。建立联防联控机制，树立京津冀、长三角等典型地区，强化督查工作机制和考核指标体系，推动了地方政府切实履行责任。2）科技创新和多元化手段结合：首先，建立大气污染观测体系，对全国各地大气污染实际情况进行摸底；然后对污染物进行溯源并构建排放清单，从而找到重要污染源及其减排潜力；提高清洁能源使用比例、推广电动车，从源头减少大气污染排放，推广和实施减排技术和设备，减少污染排放；最后对空气质量进行监测和预警，降低重污染的暴露水平。3）多方协同和参与：积极促进中央与地方政府间、不同部门间以及企业与社会之间的协作与配合，有力推动治理措施的落实。提高公众环保意识，鼓励公众参与环保行动，形成了社会共治的良好氛围。4）平衡经济发展与环境保护之间的平衡：推动经济转型升级，减少高污染排放和高能耗产业的比重，搬迁重要区域的此类产业，促进绿色产业发展。

以上的经验能够提醒其他国家在大气污染治理的时候，需要加强政府在环保领域的主导作用，制定切实可行的政策和法规来推动污染治理；在污染治理中应重视科技的创新和应用，以更低的成本和更高的效率应对环境挑战；不仅依赖于政府的决策和行动，还需要社会各界的广泛参与和支持；还需要平衡经济发展与环境保护，不能先污染后治理，也不能为了不污染，经济不发展。除了借鉴这些经验，其他发展中国家在大气污染治理时，还需要避免生搬硬造，探索出符合本国国情的有效治理路径。

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在大数据和机器算法时代，基于机器学习策略建立模型将会为空气质量问题溯源和气候治理策略制定带来怎样的作用？

张宏亮教授：

人工智能已经开始全面影响我们的生活，从衣食住行到科学研究。在大气污染治理和气候变化应对方面，数据科学和机器学习手段等可以带来很大的收益。1）通过大数据和机器学习，我们可以识别易被忽略的污染源，辅助传统数值模式提高溯源模拟的速度和结果的准确性；2）机器学习模型还能够从历史数据中学习，并实时更新预测模型，从而提高空气质量监测和预测的准确性。3）利用历史数据，机器学习还可以快速模拟不同治理策略的效果，评估污染控制和气候治理措施的有效性。同时还可以通过模型优化治理方案，选择最有效、最经济的措施。4）人工智能有无限可能，还有很多我们没有想到的用处，比如融合多元数据和先进算法，研究人员还可以开发出更加创新的方法和手段，帮助推进污染控制和气候治理。

CellPress：

大气污染物直接或间接影响人类的健康。为量化这些影响、进一步揭示大气污染物和人类疾病之间的相关性，您认为哪些学科应该参与其中？其重点研究的方向有哪些？

张宏亮教授：

大气污染对人类的健康影响非常复杂，揭示大气污染和疾病之间的相关性乃至机理需要多个学科的参与，各学科可以从不同的角度为研究提供关键的知识和方法。1）环境和大气科学能帮助我们理解大气污染的成因，大气污染物浓度、成分、传输转化和来源。这个学科还能帮助我们了解大气污染和气候变化之间的相互关系。重点研究方向包括大气污染物生成机理、区域和全球传输机制，以及气候变化对大气污染的影响等。2）流行病学与公共卫生，通过大规模流行病学研究，可以分析污染物暴露和不同健康结局之间的关联，从而确定污染物的浓度标准，这里面的代表研究是当年美国非常有名的六个城市的研究，确定了细颗粒物的健康危害。目前重点研究方向包括：精准的暴露评估、长期和短期健康效应的确定，以及易感人群和环境公平性保证等。3）毒理学和病理学研究，这可以从分子机理和生理效应方面揭示污染物在人体内的迁移转化和具体影响。比如大气颗粒物如何诱导炎症反应和氧化应激。重点方向包括污染物对呼吸系统和心血管系统等的影响机制，污染物氧化潜势等。4）数值模拟和数据科学，数值模拟是人类对污染物大气过程科学理解的综合，可以帮助我们理解污染物的形成，并进行预警预报。数据科学能够帮我们弥补观测和数值模拟的不足，在寻找新机理、加快模拟速度、提高数据精度等方面帮助我们。重点研究方向包括新一代空气质量模拟开发、多元数据融合、健康效应预测分析等。最后还要进行地理和社会科学等的研究，揭示不同地区和人群在污染暴露和健康效应方面的差异、环境污染公平正义等。

这些学科既独立又相互关联，共同推动我们对大气污染和人类健康关系的准确理解，为制定有效的污染防控策略提供科学基础。

CellPress：

未来您会不会持续关注Cell Press旗下相关期刊的发展，并在相关期刊中发表您和团队的文章。

张宏亮教授：

Cell Press是全球著名的出版机构，旗下的相关期刊都是非常有影响力的。我一直并且会持续关注旗下的相关期刊，包括环境和地球科学、可持续发展和公共健康等方面的期刊。我的团队和合作者会持续将我们满意的成果投向这些期刊。例如，我们关注的高温热浪对大气污染的影响，气候变化和城市化对公众健康的影响等研究将瞄准Cell Press旗下期刊。我希望Cell Press能喜欢我们的工作。

CellPress：

在Cell Press细胞出版社成立50周年之际，我们特别欢迎您分享您对Cell Press旗下Sustainability Portfolio的未来发展建言献策。该Portfolio目前主要包括One Earth和Cell Reports Sustainability两本期刊。

张宏亮教授：

非常荣幸能为Cell Press 50周年献上我的寄语。作为全球领先的学术出版平台，Cell Press过去的半个世纪在推动科学研究前沿、促进跨学科交流方面做出了卓越贡献。值此50周年庆典之际，我向Cell Press表达我崇高的敬意和深切的祝贺，并期待其未来更多更大的贡献。

作为全球顶尖科学家展示和交流前沿成果的平台，Sustainability Portfolio旗下One Earth和Cell Reports Sustainability在应对全球气候变化、生态环境保护、能源转型等关键领域起到了重要的引导作用。我期待它们继续引领全球可持续发展研究的潮流，建议期刊进一步加强跨学科研究的发表，特别是在人工智能与可持续发展领域的交叉应用上，扎实推动人类气候变化应对和可持续发展。

我相信，在未来的50年中，Cell Press将继续引领学术出版的新方向，期待见证Cell Press在推动科学进步和应对全球挑战方面所取得的更辉煌成就！

经过50年的不懈努力，Cell Press细胞出版社的编辑与全球的作者、审稿人一起，创办了一系列优秀出版物，未来我们也将不断深耕科研创新和科学信息的传播交流，启迪更多科学新发现。

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